基于ABAQUS曲底槽型件热冲压成形模拟分析

发布时间：2019-11-10 14:42

【摘要】：在超高强度钢板热冲压成形工艺中,能准确预测板料的温度场与模具的受力状况,对工艺制定与模具的优化具有重要意义。通过ABAQUS模拟软件建立塑性体热力耦合有限元模型,对热冲压过程进行模拟仿真,分析板料与模具的温度场以及模具所受的作用力。研究结果表明:板料转移时间控制在10 s内较好;在成形过程中,制件法兰与侧壁部分温度分布均匀且基本一致,制件法兰与侧壁部分的温度低于制件底部部分的温度;为保证模具强度,凸模圆角处及底部、凹模入口圆角处及底部的冷却水道直径及密度应较小,并且应适当增大水道与底部表面的距离。
【图文】：

型件模型，如图1所示。利用NXMOLDWIZAＲD模块分模建立凸模、凹模以及压边装置的三维模型。将构建的三维模型以stp格式导出，再导入ABAQUS中。对于板料空冷过程，主要考虑板料与空气的对流换热以及板料自身的热辐射。板料采用DC3D8单元格式，单元总数为34000;定义环境和空气的温度为20℃，板料的初始温度为900℃;板料的空冷时间为30s;板料与空气的对流换热系数为0.02mW·(mm2·K)－1;板料的辐射率为0.7;定义绝对零度为－273.15℃;斯特藩－玻尔兹曼常数为5.67E－011mW·(mm2·K4)－1，模型如图2所示。图1槽型件三维模型Fig.13Dmodelofgroovepart图2板料空冷模型Fig.2Aircoolingmodelofsheet成形过程为热－力耦合过程［8］，所有部件定义为塑性体。板料采用C3D8ＲT单元格式;凸模和凹模采用C3D4T单元格式［9］;压边装置采用C3D8T单元格式;定义模具的初始温度为20℃，将板料空冷模型中空冷4s的温度场导入并作为该模型中板料初始温度，模型如图3所示。2成形对象温度场分析2.1板料空冷过程中温度场分析板料为BＲ1500HS钢，其尺寸为1.8mm×180mm×200mm。将板料加热到900℃，空冷30s，其温度场如图4所示。选取板料中间区域部分单元，如图5所示。其图3冲压成形模型Fig.3Stampingformingmodel图4板料空冷温度场Fig.4Aircoolingtemperaturefieldofsheet图5板料中间区域Fig.5Intermediateregionofsheet温度场随时间的变化曲线如图6所示。由图6曲线分析可知:板料在0～0.5s内，温度保持基本不变;在0.5～1s内，温度出现相对较明显的变化，且温度随时间呈现出线性变化，T变化率=18℃·s－1，T1s=880℃;在1～10s内，温度随时间呈曲线变化，其温度的平均变化率为12.6℃·s－1，T1

型件模型，如图1所示。利用NXMOLDWIZAＲD模块分模建立凸模、凹模以及压边装置的三维模型。将构建的三维模型以stp格式导出，再导入ABAQUS中。对于板料空冷过程，，主要考虑板料与空气的对流换热以及板料自身的热辐射。板料采用DC3D8单元格式，单元总数为34000;定义环境和空气的温度为20℃，板料的初始温度为900℃;板料的空冷时间为30s;板料与空气的对流换热系数为0.02mW·(mm2·K)－1;板料的辐射率为0.7;定义绝对零度为－273.15℃;斯特藩－玻尔兹曼常数为5.67E－011mW·(mm2·K4)－1，模型如图2所示。图1槽型件三维模型Fig.13Dmodelofgroovepart图2板料空冷模型Fig.2Aircoolingmodelofsheet成形过程为热－力耦合过程［8］，所有部件定义为塑性体。板料采用C3D8ＲT单元格式;凸模和凹模采用C3D4T单元格式［9］;压边装置采用C3D8T单元格式;定义模具的初始温度为20℃，将板料空冷模型中空冷4s的温度场导入并作为该模型中板料初始温度，模型如图3所示。2成形对象温度场分析2.1板料空冷过程中温度场分析板料为BＲ1500HS钢，其尺寸为1.8mm×180mm×200mm。将板料加热到900℃，空冷30s，其温度场如图4所示。选取板料中间区域部分单元，如图5所示。其图3冲压成形模型Fig.3Stampingformingmodel图4板料空冷温度场Fig.4Aircoolingtemperaturefieldofsheet图5板料中间区域Fig.5Intermediateregionofsheet温度场随时间的变化曲线如图6所示。由图6曲线分析可知:板料在0～0.5s内，温度保持基本不变;在0.5～1s内，温度出现相对较明显的变化，且温度随时间呈现出线性变化，T变化率=18℃·s－1，T1s=880℃;在1～10s内，温度随时间呈曲线变化，其温度的平均变化率为12.6℃·s－1，T1

【参考文献】

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【共引文献】

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